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排気・温水吸収チラー
2.1動作原理
1気圧では水は100℃で沸騰しますが、0.00891気圧では沸点は5℃まで下がります。水の沸騰温度は圧力が低下するにつれて低下します。水が沸騰して蒸発する非常に低い圧力、つまり高真空の環境を作り出すことができれば、冷却効果を得ることができます。
排ガス・温水チラーはこの原理に基づいて動作し、低圧蒸発器伝熱管で水を沸騰・蒸発させて熱を吸収し、低温の冷水を生成します。蒸発器における蒸発と熱吸収を継続的に維持するには、冷媒水を絶えず補給すると同時に、蒸発した冷媒蒸気を継続的に除去する必要があります。この機能は、臭化リチウム水溶液の吸収特性によって実現されます。
2.2 フロー図
冷却プロセス：
排ガス＆温水LiBr吸収装置の動作原理を図2-1に示します。吸収装置から排出された希薄溶液は、HTGポンプによって低温熱交換器を経由してLTGに送られます。LTG内では、希薄溶液は温水とHTGからの高温冷媒蒸気によって加熱され、中間溶液に濃縮されると同時に冷媒蒸気が生成されます。LTG内で希薄溶液が加熱された後、高温冷媒蒸気は凝縮して冷媒水になります。U字管を通って、LTGで生成された冷媒蒸気とともに凝縮器に入り、冷却水によって冷却されて冷媒水になります。
LTGからの中間溶液は2つの流れに分岐します。一方の流れはLTGポンプによって高温熱交換器を通過し、HTGに送られます。高温の排気ガスまたは燃料ガスによって加熱され、高温の冷媒蒸気が生成され、溶液はさらに濃縮されて濃縮溶液となります。この濃縮溶液は高温熱交換器で冷却された後、もう一方の中間溶液と混合され、混合溶液となります。
凝縮器で生成された冷媒水は、U字管を通って蒸発器に入ります。蒸発器内の低圧により、冷媒水の一部は蒸発します。冷媒水の大部分は冷媒ポンプによってポンプされ、蒸発器の熱交換管に噴霧されます。そして、管内を流れる冷却水から熱を吸収して蒸発し、管内の冷却水の温度を下げて冷凍効果を発揮します。
混合溶液は吸収ポンプによって低温熱交換器を経て吸収器に送り込まれ、吸収器熱交換器のチューブに噴霧され、循環冷却水によって冷却されます。温度が下がった後、蒸発器からの冷媒蒸気を吸収して希薄溶液になります。このように、混合溶液は蒸発器での冷媒水の蒸発によって発生した冷媒蒸気を継続的に吸収し、蒸発器での蒸発プロセスを連続的に進めることができます。蒸発器からの冷媒蒸気を吸収することで希釈された臭化リチウム溶液は、溶液ポンプによって高温高圧発生器に送り込まれ、ここで沸騰濃縮されます。これで 1 回の冷凍サイクルが完了します。このプロセスが無限に繰り返されることで、蒸発器は空調システムや産業プロセスの冷却に使用する低温の冷水を連続的に出力します。
加熱工程：
冷却水回路と冷媒水回路の動作が停止し、冷水回路が温水回路に切り替わります。吸収器内の希釈溶液は、LTGポンプとHTGポンプによってLTGとHTGに送られ、そこで加熱・濃縮されます。生成された冷媒蒸気は配管とバルブを通って蒸発器に入り、蒸発器のチューブ束で凝縮し、蒸発器の熱交換チューブ内を流れる温水を加熱します。凝縮された冷媒水は、蒸発器プレートからバルブを通って吸収器に流れ込みます。HTGからの濃縮溶液はバルブを通って吸収器に入り、冷媒水と混合されて希釈溶液を形成します。この希釈溶液は、次に溶液ポンプによってLTGとHTGに送られます。この連続サイクルによって加熱目的が達成されます。
イチジク。2-1 プロセスフロー図
2.3主なコンポーネントと機能
1. ジェネレータ
HTG関数：高温の排気ガスの熱により、中間溶液中の水分が蒸発して一次冷媒蒸気となり、溶液は濃縮されて高濃度溶液となります。一次冷媒蒸気はLTGに入り、高濃度溶液は高温熱交換器へと流れます。
LTG機能:吸収器からの希薄溶液を中間溶液に濃縮するために生成された一次冷媒蒸気と温水を使用し、一次冷媒蒸気を冷媒水に変換し、さらに二次冷媒蒸気を生成します。
2. コンデンサー
コンデンサー機能:凝縮器は発熱ユニットです。発電機から排出された冷媒蒸気が凝縮器に入り、給湯水を高温に加熱します。これにより加熱効果が得られます。冷媒蒸気は給湯水を加熱した後、冷媒蒸気として凝縮し、蒸発器に入ります。
凝縮器はシェル・アンド・チューブ構造を特徴とし、伝熱管、管板、支持板、シェル、貯水タンク、水室で構成されています。通常、凝縮器と発電機は配管で直接接続されるため、基本的に同じ圧力になります。
3. 蒸発器
蒸発器機能:蒸発器は廃熱回収装置です。凝縮器から排出された冷媒水は伝熱管の表面で蒸発し、管内のCHW（凝縮水）の熱を奪って冷却します。これにより廃熱が回収されます。伝熱管の表面から蒸発した冷媒蒸気は吸収器に入ります。
シェル・アンド・チューブ構造を採用した蒸発器は、伝熱管、管板、支持板、シェル、バッフル板、ドリップトレイ、スプリンクラー、水室で構成されています。蒸発器の作動圧力は、発電機圧力の約1/10です。
4. アブソーバー
吸収機能:吸収器は発熱ユニットです。蒸発器から出た冷媒蒸気は吸収器に入り、濃縮溶液に吸収されます。濃縮溶液は希釈溶液となり、ポンプで次のサイクルに送られます。冷媒蒸気が濃縮溶液に吸収される際に、大量の吸収熱が発生し、給湯水を高温に加熱します。こうして加熱効果が得られます。
吸収器はシェル・アンド・チューブ構造を特徴とし、伝熱管、管板、支持板、シェル、パージ管、噴霧器、水室で構成されています。吸収器はヒートポンプシステム内で最も圧力が低い容器であり、非凝縮性空気の影響を最も受けます。
5. 熱交換器
高温H食べる交換機能:高濃度溶液の熱を回収します。プレート構造の熱交換器は高い熱効率を誇り、大幅な省エネ効果を発揮します。
低温H食べる交換機能:中間溶液から熱を回収します。プレート構造を採用した熱交換器は、高い熱効率と顕著な省エネ効果を発揮します。
6. 自動エアパージシステム
システム機能:エアパージシステムは、ヒートポンプ内の非凝縮性空気を排出し、高真空状態を維持します。運転中は、希釈溶液が高速で流れ、エジェクターノズルの周囲に局所的な低圧領域を形成します。これにより、非凝縮性空気がヒートポンプから排出されます。このシステムはヒートポンプと同時に作動します。ヒートポンプの運転中は、自動システムが内部の高真空を維持し、システム性能と耐用年数の最大化を保証します。
エアパージシステムは、エジェクタ、クーラ、オイルトラップ、エアシリンダ、バルブから構成されるシステムです。
7.ソリューションポンプ
溶液ポンプは、LiBr 溶液を送出するとともに、ヒートポンプ内の液体作動媒体の正常な流れを確保するために使用されます。
ソリューションポンプは、液漏れゼロ、低騒音、高防爆性能、最小限のメンテナンス、長寿命を特徴とする全密閉型缶入り遠心ポンプです。
8. 冷媒ポンプ
冷媒ポンプは冷媒水を送出する目的で使用され、蒸発器への冷媒水の正常な噴霧を確実にします。
冷媒ポンプは、液漏れゼロ、低騒音、高防爆性能、最小限のメンテナンス、長寿命を特徴とする全密閉型缶入り遠心ポンプです。
9. 真空ポンプ
真空ポンプは起動時の真空引きと運転時のエア抜きに使用します。
真空ポンプは回転式ベーンホイールを備えています。その性能の決め手は真空オイル管理です。オイルの乳化を防ぐことで、エアパージ性能に明らかにプラスの影響を与え、寿命を延ばします。
10.電気キャビネット
LiBr ヒートポンプの制御センターである電気キャビネットには、主要な制御装置と電気部品が収納されています。
火力発電、石油掘削、石油化学分野、鉄鋼エンジニアリング、化学処理分野などでの低温廃温水または低圧蒸気の回収に適用できます。河川水、地下水、その他の天然水源を利用し、低温温水を高温温水に変換して地域暖房またはプロセス暖房に使用できます。
インテリジェント制御と簡単な操作
全自動制御により、ワンボタンのオン/オフ、負荷調整、溶液濃度制限制御、リモート監視を実現できます。
人工知能制御システム AI (V5.0)
■全自動制御機能
制御システム (AI、V5.0) は、ワンキー起動/シャットダウン、タイミングオン/オフ、成熟した安全保護システム、複数の自動調整、システムインターロック、エキスパートシステム、ヒューマンマシンダイアログ (多言語)、ビルディングオートメーションインターフェースなどの強力で完全な機能を備えています。
■完了ユニット異常自己診断・保護機能
制御システム（AI、V5.0）は、34の異常自己診断・保護機能を搭載しています。異常レベルに応じてシステムが自動的に対応策を講じます。これにより、事故の防止、人的負荷の軽減、そしてチラーの持続的かつ安全で安定した運転を実現します。
■個性的lロードa調整f塗油
制御システム（AI、V5.0）には独自の負荷調整機能が搭載されており、実際の負荷に応じてチラー出力を自動調整します。この機能は、起動・停止時間や希釈時間の短縮に役立つだけでなく、アイドル運転やエネルギー消費量の削減にも貢献します。
■独自の溶液循環量 制御技術
制御システム（AI、V5.0）は、革新的な三元制御技術を採用し、溶液循環量を調整します。従来、溶液循環量の制御には生成器内の液位パラメータのみが使用されていました。この新技術は、濃縮溶液の濃度と温度、そして生成器内の液位という2つのパラメータを統合しています。また、溶液ポンプには高度な周波数可変制御技術を適用し、最適な溶液循環量を実現します。この技術により、運転効率が向上し、起動時間と消費電力が削減されます。
■溶液濃度制御テクノロジー
制御システム（AI、V5.0）は、独自の濃度制御技術を採用し、濃縮液の濃度と量、および温水量をリアルタイムで監視・制御します。このシステムにより、高濃度環境下でもチラーを安全かつ安定した状態に保ち、チラーの運転効率を向上させ、結晶化を防止します。
■インテリジェント自動空気パージ関数
制御システム（AI、V5.0）は、真空状態のリアルタイム監視と非凝縮性空気の自動排出を実現します。
■独自の希釈停止制御
この制御システム（AI、V5.0）は、濃縮液濃度、周囲温度、冷媒残水量に応じて、希釈運転に必要な各種ポンプの運転時間を制御することができます。これにより、チラー停止後も最適な濃度を維持できます。結晶化を防止し、チラーの再起動時間を短縮します。
■動作パラメータ管理システム
この制御システム（AI、V5.0）のインターフェースを介して、オペレーターはチラーの性能に関連する12の重要なパラメータについて、リアルタイム表示、補正、設定などの操作を行うことができます。また、過去の運転イベントの記録を保存することもできます。
■ユニット障害管理システム
操作インターフェースに突発的な障害の警告が表示された場合、この制御システム（AI、V5.0）は障害箇所を特定し、詳細を報告し、解決策やトラブルシューティングのガイダンスを提案します。過去の障害の分類と統計分析を実施することで、オペレーターによる保守サービスを容易にします。
